課題研究：用共點力的平衡條件研究風(fēng)力.DOC

課題研究：用共點力的平衡條件研究風(fēng)力一、教學(xué)任務(wù)分析 “用共點力的平衡條件研究風(fēng)力”的課題研究，是在學(xué)習(xí)了物體在共點力作用下的平衡條件的基礎(chǔ)上，為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識解決一些簡單實際問題的能力，增強(qiáng)科學(xué)探究的意識和能力而設(shè)置的。課題研究是高中學(xué)生物理學(xué)習(xí)重要途徑之一。本課題研究需要以物體在共點力作用下的平衡概念和平衡的條件，以及科學(xué)探究等方面的知識為基礎(chǔ)。通過有關(guān)風(fēng)力發(fā)電、臺風(fēng)災(zāi)害的錄像，激發(fā)學(xué)生探究風(fēng)力的欲望。結(jié)合物體在共點力作用下平衡的條件，運(yùn)用控制變量法，設(shè)計研究風(fēng)力的實驗方案，并進(jìn)行相應(yīng)的實驗探究。本設(shè)計要求鼓勵學(xué)生主動參與，在設(shè)計實驗方案、實驗探究、交流評價等過程中，讓學(xué)生感受到控制變量等科學(xué)方法的應(yīng)用，感悟觀察、實驗對形成概念和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的重要作用，增強(qiáng)科學(xué)探究的意識和能力。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能（1）理解物體在共點力作用下的平衡條件。（2）能設(shè)計用共點力作用下的平衡條件研究風(fēng)力的實驗方案。（3）學(xué)會根據(jù)需要自制實驗器材。（4）學(xué)會應(yīng)用DIS實驗解決簡單的實際問題。2、過程與方法（1）通過課題研究學(xué)認(rèn)識控制變量法。（2）通過課題研究經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過課題研究過程，感悟理論聯(lián)系實際是學(xué)以致用重要途徑。（2）通過課題研究，感悟團(tuán)隊精神是成功的重要保證。三、教學(xué)重點和難點用共點力平衡條件設(shè)計研究風(fēng)力的實驗方案。四、教學(xué)資源1、有關(guān)風(fēng)力發(fā)電、臺風(fēng)災(zāi)害的錄像。2、DIS實驗設(shè)備及相關(guān)的自制實驗器材。3、多媒體教學(xué)設(shè)備等。五、教學(xué)設(shè)計思路本設(shè)計圍繞“用共點力的平衡條件研究風(fēng)力”的課題展開。本設(shè)計的基本思路是：課前由學(xué)生自由組成的研究小組分工協(xié)作，搜集各種有關(guān)臺風(fēng)災(zāi)害和各種共點力平衡問題的資料，在課前設(shè)計好各自的實驗預(yù)案。教學(xué)時，以有關(guān)風(fēng)力“正”、“反”兩方面的影響的錄像為情景，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對風(fēng)力產(chǎn)生探究的強(qiáng)烈愿望。以小組為單位進(jìn)行匯報、交流、修改實驗方案、DIS及自制實驗器材實驗探究，最后通過交流、評價，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)探究的意識和能力。本設(shè)計要突出的重點和要突破的難點是：用共點力平衡條件設(shè)計研究風(fēng)力的實驗方案。方法是：以用共點力的平衡條件為理論基礎(chǔ)，采用課內(nèi)外結(jié)合的形式，通過介紹介紹科學(xué)探究的基本思路、途徑和方法；介紹資料搜索的方法和途徑；提供可以借鑒的案例；指導(dǎo)課題組發(fā)揮各自特長、分工合作，提高工作效率等，使學(xué)生能夠通過努力完成方案的設(shè)計。在課題研究期間，老師要經(jīng)常關(guān)心各課題組的進(jìn)展情況，歡迎學(xué)生質(zhì)疑，適時給予必要的指導(dǎo)，但不包辦代替。 本設(shè)計立足于理論聯(lián)系實際，是探究性學(xué)習(xí)的一種形式和課堂教學(xué)的延伸。目的不在于課題是否有成果，結(jié)果是否正確，而是重在于參與，使學(xué)生在課題研究的過程中，體驗科學(xué)方法的應(yīng)用，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，感悟科學(xué)的求真務(wù)實，增強(qiáng)科學(xué)探究的意識和能力。完成本設(shè)計的內(nèi)容約需3課時（包括課外活動時間）。六、教學(xué)流程1、教學(xué)流程圖活動II探究活動III交流評價情景錄像設(shè)問活動I猜想設(shè)計2、流程圖說明情景 錄像，設(shè)問以風(fēng)力發(fā)電和臺風(fēng)災(zāi)害的錄像為情景，使學(xué)生對現(xiàn)實生活中風(fēng)力“正”、“反”兩方面的影響有深刻的感受，從而激發(fā)學(xué)生對風(fēng)力產(chǎn)生探究的強(qiáng)烈愿望。如果考慮到時間因素，也可只選擇臺風(fēng)的危害錄像，并簡單介紹風(fēng)力發(fā)電，使學(xué)生對“從生活到物理”形成深刻印象。活動I 猜想影響風(fēng)力的因素，交流設(shè)計的實驗預(yù)案小組為單位進(jìn)行匯報、交流各自的猜想與實驗預(yù)案，并相互進(jìn)行質(zhì)疑、提出修改建議。活動II 實驗探究應(yīng)用DIS及自制實驗器材，根據(jù)各自的方案進(jìn)行相應(yīng)的實驗探究。如學(xué)生的預(yù)案存在不足，教師可介紹如下參考方案，供學(xué)生選用：光滑細(xì)金屬絲上套小球，小球與力傳感器之間用細(xì)線相連，當(dāng)小球受風(fēng)力作用時，即可以觀察到小球受力的大小。u 為了改變質(zhì)量，可以在球的上方挖去一塊，并可以放置不同質(zhì)量的小木塊。u 為了改變橫截面積，除了球狀物外，還可以用方塊形木塊代替。u 小球及木塊的中間留孔，表面一半是光滑的，另一半為粗糙的。u 木塊的形狀最好還有三角形、五角形等，以供學(xué)生研究選用。用控制變量法研究情況如下：u m、S一定時，F(xiàn)與v的關(guān)系。u v、S一定時，F(xiàn)與m的關(guān)系。u m、v一定時，F(xiàn)與S的關(guān)系。u m、S、v一定時，F(xiàn)與表面的粗糙程度的關(guān)系。u m、S、v一定時，F(xiàn)與形狀的關(guān)系。如果光滑細(xì)金屬絲上套小球水平放置，利用DIS力傳感器測小球受到風(fēng)力大小，因摩擦力太大無法測量的話，可以改光滑細(xì)金屬絲上套小球后豎直放置，用電風(fēng)扇向下吹小球?；顒覫II 交流、評價對學(xué)生活動過程中的表現(xiàn)教師應(yīng)注意激勵性、適時性、過程性的評價。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計可以分為四個教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，通過情景錄像激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第二環(huán)節(jié)，通過分組交流研究預(yù)案，相互質(zhì)疑和提出建議，修改并完善實驗方案。第三環(huán)節(jié)，通過分組實驗探究活動，驗證是否達(dá)到預(yù)期成果。第四環(huán)節(jié)，通過分組成果的交流和評價活動，總結(jié)經(jīng)驗。七、教案示例（教學(xué)節(jié)錄）執(zhí)教：奉賢區(qū)景秀高中 宋佩紅教 學(xué) 過 程點 評一、課前準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)作業(yè)：要求物理研究性學(xué)習(xí)小組成員分工協(xié)作，收集各種資料上的有關(guān)共點力平衡類問題，并根據(jù)教師提供的下列器材，以“用共點力的平衡條件研究風(fēng)力”為課題，制定好研究方案。二、教學(xué)過程：1、錄像導(dǎo)入，激發(fā)興趣并留下懸念：學(xué)生活動：觀看“臺風(fēng)的危害”錄像片段。教師：臺風(fēng)的危害對于人類是一大災(zāi)難，風(fēng)力的大小能摧毀建筑物，農(nóng)作物等等的威力，那么物體所受風(fēng)力的大小會跟哪些因素有關(guān)呢？3、4個學(xué)生回答：風(fēng)速，被吹的物體的質(zhì)量、體積、形狀教師：同學(xué)們的思維很活躍，提出了很多猜想，我們可以用實驗的方法來檢驗這些猜想是否正確。在實驗時我們應(yīng)該采取什么方法，可以找出影響物體所受風(fēng)力大小的那些因素？學(xué)生：控制變量法。教師：就這個問題同學(xué)們設(shè)計一個可行的方案，把預(yù)習(xí)準(zhǔn)備好的資料一起交流，我們評選一下，尋找最佳方案。2、交流討論研究方案：根據(jù)每組同學(xué)的課題設(shè)計，推選一位代表上臺發(fā)表課題研究思路。評選可行、科學(xué)的研究方案。每組在交流的基礎(chǔ)上改進(jìn)方案。各研究性學(xué)習(xí)小組跟坐在自己附近的幾個小組進(jìn)行交流或交換方案，相互參考，相互啟發(fā)，并指出彼此方案中的不合理成份，以便各自對方案進(jìn)行完善。教師：課桌上為同學(xué)們準(zhǔn)備了實驗材料，如果還需要什么可以提出來，根據(jù)你們的方案各組開始探究。3、實驗研究：優(yōu)化方案后選擇適合的實驗儀器分組實驗探索。根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)作業(yè)提出的物件準(zhǔn)備，讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備好自己所需要的實驗器材。學(xué)生在改進(jìn)實驗時要增加一些器材，老師給與調(diào)整。教師在教室巡回，指導(dǎo)學(xué)生，并和學(xué)生一起交流探討。教師：每個小組都做得非常認(rèn)真，我們看看第一小組做的情況吧。第一小組將他們組的情況進(jìn)行了講解。其他小組成員認(rèn)真聽取，尋找其中合理和不合理的地方，提出不同意見。4、交流研究成果：首先由學(xué)生就自己的實驗提出一個問題。撰寫研究方案。每組選派一位同學(xué)進(jìn)行最后的總結(jié)陳辭。將研究方案進(jìn)行交流比較，評選出最佳研究方案。這節(jié)課上同學(xué)們充分運(yùn)用自己的聰明才智，發(fā)揮自己的各方面能力，通過所學(xué)的知識解決了風(fēng)力的大小在小球平衡時的作用，研究過程中有很多的問題，但同學(xué)們都克服了。不僅如此，還發(fā)現(xiàn)了許多有趣的問題，在今后的學(xué)習(xí)中同學(xué)們可以不斷地解決這些問題。5、課外拓展：課后思考撰寫學(xué)習(xí)心得，收集后交流：（1）寫出實驗報告或論文，班內(nèi)交流評選。（2）利用結(jié)論解決一個物理習(xí)題。學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計方案，若還需要其它器材，鼓勵學(xué)生設(shè)法用日常生活用品來替代，讓生活走進(jìn)物理，從而培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新能力。在交流過程中學(xué)生的思想活躍，氣氛熱烈，時常會迸發(fā)出創(chuàng)新的思維火花。培養(yǎng)學(xué)生的問